——商洛學(xué)院尾礦利用實(shí)驗(yàn)室的科技攻堅(jiān)與育人實(shí)踐

昔日“礦業(yè)瘡疤”變身“礦山公園”,這是柞水縣大西溝鐵礦石尾礦的蝶變。

大西溝礦業(yè)公司礦渣中試生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)車間一角
本報(bào)通訊員 張 宏
在秦嶺深處,陜西大西溝礦業(yè)有限公司的礦山旁,一種被稱為“尾礦”的工業(yè)固體廢棄物,曾如一道黑灰色的“傷疤”,訴說著資源開采與生態(tài)保護(hù)的兩難。
如今,這里正悄然發(fā)生巨變:堆積如山的菱鐵尾礦渣,經(jīng)過一番科技“消化”,神奇地變身為堅(jiān)固的路面磚、環(huán)保的真石漆、滋養(yǎng)綠植的修復(fù)材料……
自2023年起,商洛學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)將實(shí)驗(yàn)室“搬”到礦山一線,不僅探索出一條“變廢為寶、化害為利”的綠色發(fā)展路徑,更在此鍛造了一支“雙師型”隊(duì)伍,培養(yǎng)了一批應(yīng)用型人才。這是一場(chǎng)關(guān)乎生態(tài)環(huán)保、科技創(chuàng)新與人才培養(yǎng)的深度實(shí)踐,生動(dòng)詮釋了“綠水青山就是金山銀山”。
作為一所依秦嶺而生、靠秦嶺發(fā)展、為秦嶺服務(wù)的地方高校,商洛學(xué)院深知:解決尾礦資源綜合利用難題,能夠更好地踐行高校責(zé)任、當(dāng)好秦嶺衛(wèi)士。
破題 當(dāng)“尾礦庫(kù)”遇上“實(shí)驗(yàn)室”
秦嶺,中華文明的祖脈,也是重要的礦產(chǎn)資源寶庫(kù)。在陜西,秦嶺尾礦庫(kù)治理、南水北調(diào)中線工程水源地保護(hù)、黃河流域高質(zhì)量發(fā)展是省委、省政府部署的三大攻堅(jiān)戰(zhàn)之一。
然而,長(zhǎng)期的礦產(chǎn)開采在帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也留下了難以忽視的“生態(tài)傷疤”——尾礦。這些細(xì)碎的礦石廢渣堆積成山,不僅占用大量土地,其含有的重金屬等物質(zhì)還可能隨風(fēng)雨侵蝕,對(duì)土壤和水體造成潛在污染。如何消納和利用巨量尾礦,實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”,是橫亙?cè)诘V產(chǎn)企業(yè)面前的現(xiàn)實(shí)難題,更是守護(hù)秦嶺生態(tài)的迫切課題。
“省上提出加快中試的意見后,學(xué)校黨委態(tài)度堅(jiān)決:這個(gè)項(xiàng)目必須上,而且要快上、實(shí)干!”商洛學(xué)院黨委副書記王新軍語(yǔ)氣堅(jiān)定。這個(gè)“必須上”的項(xiàng)目,其核心載體便是“陜西省尾礦資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”。面對(duì)大西溝礦業(yè)公司年產(chǎn)800萬(wàn)噸菱鐵礦項(xiàng)目及綠色礦山建設(shè)的迫切需求,傳統(tǒng)“論文導(dǎo)向、校園閉環(huán)”的科研模式已無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)需求。
破題的關(guān)鍵在于打破邊界。商洛學(xué)院做出了一個(gè)大膽決定:將實(shí)驗(yàn)室“搬到”生產(chǎn)一線去。2023年,一支以黨員博士為骨干的攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì),在礦山廠區(qū)扎下了根。團(tuán)隊(duì)帶頭人劉璇博士至今難忘初到礦山的場(chǎng)景:除了冰冷的生產(chǎn)設(shè)備,便是龐大的尾礦庫(kù)。
“當(dāng)時(shí)就有一個(gè)想法,發(fā)揮黨建引領(lǐng)作用,成立臨時(shí)黨支部,把黨旗插在科研攻堅(jiān)的最前沿,把支部建在產(chǎn)業(yè)鏈上。”商洛學(xué)院化材學(xué)院黨委書記喬成芳說。
這個(gè)想法迅速落地,一個(gè)由校企黨員技術(shù)骨干共同組成的“尾礦利用技術(shù)攻堅(jiān)臨時(shí)黨支部”應(yīng)運(yùn)而生。
然而,從舒適的校園實(shí)驗(yàn)室到機(jī)器轟鳴、條件艱苦的礦山一線,這不僅是空間的轉(zhuǎn)移,更是科研邏輯從論文導(dǎo)向到問題導(dǎo)向的具體實(shí)踐。
“條件艱苦,但能把論文寫在生產(chǎn)線旁,讓成果解決真問題,值!”博士團(tuán)隊(duì)領(lǐng)頭人劉璇的話,道出了所有成員的心聲。近兩年來,團(tuán)隊(duì)成員往返商州、柞水兩地超過100次,累計(jì)駐扎企業(yè)超過500天。他們把論文寫在了礦山車間,把科研做在了生產(chǎn)線旁。
“我們不僅要攻克菱鐵尾礦大宗化利用的技術(shù)瓶頸,更要實(shí)現(xiàn)從‘樣品’到‘產(chǎn)品’的跨越。”商洛學(xué)院化材學(xué)院院長(zhǎng)曹寶月告訴記者,“團(tuán)隊(duì)鎖定尾礦制備綠色建材和生態(tài)修復(fù)材料兩大方向,以陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目為牽引,開啟了與大西溝礦業(yè)公司的深度協(xié)同攻關(guān)。”
校企合作的深度,首先體現(xiàn)在人才的“雙向奔赴”。很快,一套創(chuàng)新的人才互聘機(jī)制建立起來:成立“博士教授工作站”,實(shí)驗(yàn)室9名教師受聘為企業(yè)“兼職高級(jí)工程師”,深度參與生產(chǎn)工藝優(yōu)化與技術(shù)改造;企業(yè)6名高級(jí)工程師被聘為學(xué)校“兼職教授”,3人被聘為“研究生導(dǎo)師”,將最前沿的產(chǎn)業(yè)需求和技術(shù)難題帶入課堂。身份的融合,打破了校企間的“知識(shí)壁壘”和“語(yǔ)言障礙”,為真正的“產(chǎn)學(xué)研用”一體化掃清了障礙。尾礦綜合利用黨支部入選全國(guó)高校“雙帶頭人”教師黨支部書記“強(qiáng)國(guó)行”專項(xiàng)行動(dòng)團(tuán)隊(duì)。
平臺(tái)扎根一線,團(tuán)隊(duì)扎根一線,課題源自一線——一個(gè)“平臺(tái)-項(xiàng)目-團(tuán)隊(duì)”三位一體、實(shí)體化運(yùn)行的融合機(jī)制逐漸成形。這不再是一次短期的技術(shù)咨詢或項(xiàng)目合作,而是旨在構(gòu)建一個(gè)服務(wù)區(qū)域綠色發(fā)展的長(zhǎng)效創(chuàng)新聯(lián)合體。陜西省尾礦資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,這個(gè)曾經(jīng)略顯抽象的平臺(tái)名稱,在秦嶺山區(qū)的這座礦山上,變得如此具體而充滿生命力。
攻堅(jiān) 科技“點(diǎn)金”與尾礦“重生”
在大西溝礦業(yè)公司的科研實(shí)驗(yàn)樓下,一片新綠格外引人注目。小草嫩綠,樹苗茁壯,與周邊礦區(qū)環(huán)境形成鮮明對(duì)比。
“這些都是我們用處理后的尾礦進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的實(shí)驗(yàn)區(qū)。”劉璇指著一片生機(jī)盎然的綠地介紹。不遠(yuǎn)處,科研實(shí)驗(yàn)樓的外墻色澤質(zhì)樸、肌理自然,頗具現(xiàn)代感。“這整棟樓的內(nèi)外墻,都是用我們自主研發(fā)的尾礦基真石漆噴涂的。”劉璇的言語(yǔ)中,透著自豪。
走進(jìn)實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)部,三條呈三角形布局的中試示范生產(chǎn)線正在穩(wěn)定運(yùn)行,機(jī)器的低鳴奏響著“變廢為寶”的進(jìn)行曲。這里,是科技“點(diǎn)金術(shù)”的核心現(xiàn)場(chǎng)。
“讓尾礦變‘金石’,關(guān)鍵在于攻克摻量高與性能優(yōu)難以兼顧的難題。”劉璇指著第一條生產(chǎn)線介紹道,“這就是高強(qiáng)度靜壓路面磚生產(chǎn)線。”堆積的尾礦經(jīng)過合理配比、活化改性等預(yù)處理,與少量水泥及其他輔料混合,再經(jīng)過高壓成型、養(yǎng)護(hù)等工藝,最終“變身”為一塊塊堅(jiān)固耐用的路面磚。
經(jīng)檢測(cè),這些“吃”掉大量尾礦的路面磚,其抗壓強(qiáng)度、抗凍性、耐磨性等關(guān)鍵指標(biāo)完全滿足甚至優(yōu)于國(guó)家《混凝土路面磚》(GB/T 28635-2012)標(biāo)準(zhǔn),并獲得了權(quán)威的CMA認(rèn)證。這意味著,這些“綠色產(chǎn)品”獲得了進(jìn)入市場(chǎng)的“通行證”,為大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化鋪平了道路。
第二條生產(chǎn)線便是高性能真石漆涂料生產(chǎn)線。在這條生產(chǎn)線上,尾礦正經(jīng)歷一場(chǎng)“美學(xué)改造”。通過超細(xì)研磨、表面改性、彩色礦物調(diào)色等關(guān)鍵技術(shù),尾礦粉體被制成具有天然石材質(zhì)感與色彩的建筑涂料。“它不僅裝飾效果好,而且耐候性、耐污性優(yōu)異,成本較傳統(tǒng)真石漆更具優(yōu)勢(shì)。”生產(chǎn)線骨干李建濤博士拿起一罐樣品介紹。該產(chǎn)品符合《合成樹脂乳液砂壁狀建筑涂料》(JG/T 24-2018)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),同樣通過了CMA認(rèn)證。從實(shí)驗(yàn)室的燒杯到生產(chǎn)線上的成品罐,尾礦成功披上了“彩衣”,實(shí)現(xiàn)了從工業(yè)固廢到綠色建材的價(jià)值飛躍。
尾礦變身土壤,是一道極其復(fù)雜的難題。針對(duì)尾礦庫(kù)生態(tài)修復(fù)的迫切需求,團(tuán)隊(duì)研發(fā)了尾礦基生態(tài)修復(fù)材料制備技術(shù)。通過添加特定改良劑和有機(jī)質(zhì),調(diào)節(jié)尾礦的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì),使其具備保水、保肥、適宜植物生長(zhǎng)的能力。這是第三條生態(tài)修復(fù)材料生產(chǎn)線,也是最具生態(tài)意義的探索。
“我們不是簡(jiǎn)單覆土,而是讓尾礦自身‘轉(zhuǎn)化’為可種植的土壤基質(zhì)。”團(tuán)隊(duì)博士張燕樂指著實(shí)驗(yàn)樓側(cè)面那片長(zhǎng)勢(shì)良好的綠植說。經(jīng)檢測(cè),這種修復(fù)材料的相關(guān)指標(biāo)滿足《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 15618-2018)要求,為礦山生態(tài)重建提供了全新的材料解決方案。
據(jù)喬成芳介紹,學(xué)院每周都有一名博士在礦上值班,和企業(yè)工程師一起盯生產(chǎn)線,隨時(shí)解決技術(shù)難題。這種“浸泡式”研發(fā),確保了實(shí)驗(yàn)室技術(shù)能夠無(wú)縫對(duì)接到工業(yè)化生產(chǎn)。校企聯(lián)合編寫的《項(xiàng)目可行性研究論證報(bào)告》等文件,很快獲得陜鋼集團(tuán)批準(zhǔn),使得三條中試示范線在短時(shí)間內(nèi)得以建成投產(chǎn)。
科技攻關(guān)的成果是實(shí)實(shí)在在的。團(tuán)隊(duì)提前約100天完成了企業(yè)委托技術(shù)服務(wù)合同的全部技術(shù)指標(biāo)。更重要的是,他們跑通了從“技術(shù)”到“產(chǎn)品”的“最后一公里”。三條中試線的穩(wěn)定運(yùn)行,不僅驗(yàn)證了技術(shù)的可行性,更生產(chǎn)出了可投放市場(chǎng)的合格產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了科技成果轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵一躍。
隨著技術(shù)突破,平臺(tái)的能級(jí)也在提升。依托扎實(shí)的合作基礎(chǔ),校企聯(lián)合成功獲批了中國(guó)冶金礦山協(xié)會(huì)“冶金礦山尾礦高效利用工程技術(shù)研究中心”,并共同成立了“中國(guó)建材工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究會(huì)尾礦資源化產(chǎn)業(yè)分會(huì)”。商洛學(xué)院的團(tuán)隊(duì)在其中擔(dān)任副主任、副會(huì)長(zhǎng)等要職,從技術(shù)的跟隨者、攻關(guān)者,逐漸成長(zhǎng)為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與生態(tài)的參與者、構(gòu)建者。
昔日令人望而生畏的“尾礦庫(kù)”,在科技“點(diǎn)金術(shù)”的催化下,正在轉(zhuǎn)化為一座蘊(yùn)含無(wú)限可能的“富礦”。這場(chǎng)攻堅(jiān),攻克的不僅是技術(shù)難關(guān),更是資源型城市綠色轉(zhuǎn)型的思想關(guān)與發(fā)展關(guān)。
育新 在“真場(chǎng)景”中鍛造“真人才”
轟鳴的機(jī)器是課堂,棘手的技術(shù)難題是考題,生產(chǎn)線上的產(chǎn)品是作業(yè)——在商洛學(xué)院尾礦綜合利用團(tuán)隊(duì)的實(shí)踐中,人才培養(yǎng)被賦予了全新的內(nèi)涵。這里成了立德樹人的鮮活教材,教育、科技、人才不是三條平行線,而是圍繞“尾礦利用”這個(gè)核心課題,緊密纏繞、相互滋養(yǎng)的螺旋上升曲線。
“將企業(yè)真實(shí)的‘卡脖子’難題,分解轉(zhuǎn)化為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。”王新軍坦言,這是團(tuán)隊(duì)在育人模式上的核心創(chuàng)新。
商洛學(xué)院化材學(xué)院學(xué)生劉浩鑫、趙林蔚等的畢業(yè)論文課題直接來源于“如何提高尾礦路面磚的早期強(qiáng)度”這一生產(chǎn)實(shí)際問題。在劉璇老師和企業(yè)導(dǎo)師的共同指導(dǎo)下,他們需要查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、在車間進(jìn)行無(wú)數(shù)次配比調(diào)試,并用檢測(cè)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證自己的方案。
“整個(gè)過程和在企業(yè)做研發(fā)一模一樣,壓力很大,但學(xué)到的東西是書本上永遠(yuǎn)沒有的。”劉浩鑫感慨道。兩年間,像他這樣在企業(yè)一線完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文的學(xué)生已有9人次。
這種“項(xiàng)目貫穿式”教學(xué),讓學(xué)生們“真刀真槍”地歷練。他們需要面對(duì)原料波動(dòng)、設(shè)備調(diào)試、工藝優(yōu)化等復(fù)雜工程問題,在解決實(shí)際困難中,將《材料科學(xué)基礎(chǔ)》《無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)》等課程知識(shí)融會(huì)貫通??菰锏睦碚撛跈C(jī)器轟鳴中變得鮮活,抽象的公式在產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)上得到驗(yàn)證。
“干中學(xué)、研中創(chuàng)”的氛圍極大地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新潛能。近兩年來,參與項(xiàng)目的學(xué)生在“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”等國(guó)家級(jí)、省級(jí)高水平學(xué)科競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)達(dá)25人次。更重要的是,他們的工程實(shí)踐能力、復(fù)雜問題解決能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神得到了質(zhì)的飛躍。高質(zhì)量的應(yīng)用型人才培養(yǎng),在這里實(shí)現(xiàn)了從“輸入”到“輸出”的良性循環(huán)。
“我們正是通過圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈、圍繞創(chuàng)新鏈布局人才鏈,采取派團(tuán)隊(duì)與企業(yè)聯(lián)動(dòng)攻關(guān),讓學(xué)生在一線‘課堂’獲取數(shù)據(jù),從而打通教育、科技、人才的全鏈條。”曹寶月說。育人的過程,也是“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)的過程。從高校的“學(xué)者”到企業(yè)的“兼職高級(jí)工程師”,他們必須走出理論的“舒適區(qū)”,直面生產(chǎn)一線的粉塵、噪音和技術(shù)挑戰(zhàn)。
“在礦山這500多天,對(duì)我工程實(shí)踐能力的提升,超過過去很多年。”商洛學(xué)院化材學(xué)院副教授南寧感受頗深。
這種“沉浸式”的產(chǎn)業(yè)歷練,極大地豐富了教師的工程經(jīng)驗(yàn)與產(chǎn)業(yè)洞察力。當(dāng)他們回到學(xué)校課堂,帶來的不再是枯燥的理論,而是帶著機(jī)器溫度、充滿細(xì)節(jié)的“實(shí)戰(zhàn)故事”。
與此同時(shí),企業(yè)在職的高級(jí)工程師們,以“兼職教授”“研究生導(dǎo)師”的身份走進(jìn)大學(xué)課堂和實(shí)驗(yàn)室。他們將行業(yè)最前沿的動(dòng)態(tài)、最新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、最棘手的工程難題帶進(jìn)校園,為學(xué)生打開了一扇通往真實(shí)產(chǎn)業(yè)世界的窗口。這種“雙師”協(xié)同指導(dǎo),讓學(xué)生接受的培養(yǎng)始終與產(chǎn)業(yè)發(fā)展同頻共振。
育人的成效,最終要體現(xiàn)在服務(wù)發(fā)展的貢獻(xiàn)度上。團(tuán)隊(duì)的工作,直接賦能大西溝綠色礦山建設(shè)和商洛市“3+N”產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。尾礦資源化產(chǎn)品不僅為企業(yè)創(chuàng)造了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),更有效減少了尾礦堆存帶來的環(huán)境壓力與安全風(fēng)險(xiǎn),是“生態(tài)產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)生態(tài)化”的生動(dòng)實(shí)踐。
通過平臺(tái)共建、成果共享,學(xué)校與行業(yè)、企業(yè)的命運(yùn)共同體更加牢固,社會(huì)服務(wù)的影響力持續(xù)攀升,形成了“企業(yè)降本增效、產(chǎn)業(yè)綠色升級(jí)、生態(tài)得以保護(hù)、學(xué)校發(fā)展提質(zhì)、人才茁壯成長(zhǎng)”的多方共贏、可持續(xù)的發(fā)展格局。
從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線,從論文到產(chǎn)品,從學(xué)生到產(chǎn)業(yè)新兵——這條“吃”掉尾礦、“吐”出真金的路徑,生動(dòng)詮釋了教育筑基、科技賦能、人才驅(qū)動(dòng)的深度融合。它不僅是商洛學(xué)院服務(wù)地方、勇?lián)姑膭?wù)實(shí)答卷,更是中國(guó)高等教育扎根大地、投身國(guó)家戰(zhàn)略的生動(dòng)縮影。